[논문 리뷰] COVID-19 Related Mobility Reduction: Heterogenous Effects on Sleep and Physical Activity Rhythms

Ju Lynn Ong, T.Y. Lau외 8명|arXiv (Cornell University)|2020. 06. 03.

Sleep and related disordersPsychology참고 문헌 15인용 수 18

한 줄 요약

이 연구는 코로나19 이동 제한 기간 동안 1,824명의 직장 종사자로부터 수집한 웨어러블 기기 데이터를 분석하여 수면 및 신체 활동 리듬에 미치는 이질적 영향을 규명했다. 평균 신체 활동 수준이 38% 감소한 반면, 평일 수면 시간은 24분 증가했고 수면 효율성과 휴게 심박수는 향상되었으며, 특히 젊고 혼자서 생활하며 활동 수준이 낮은 일부 집단에서 가장 큰 감소를 보였다. 이는 봉쇄 조치에 대한 행동 반응의 다양성을 시사한다.

ABSTRACT

Mobility restrictions imposed to suppress coronavirus transmission can alter physical activity (PA) and sleep patterns. Characterization of response heterogeneity and their underlying reasons may assist in tailoring customized interventions. We obtained wearable data covering baseline, incremental movement restriction and lockdown periods from 1824 city-dwelling, working adults aged 21 to 40 years, incorporating 206,381 nights of sleep and 334,038 days of PA. Four distinct rest activity rhythms (RARs) were identified using k-means clustering of participants' temporally distributed step counts. Hierarchical clustering of the proportion of time spent in each of these RAR revealed 4 groups who expressed different mixtures of RAR profiles before and during the lockdown. Substantial but asymmetric delays in bedtime and waketime resulted in a 24 min increase in weekday sleep duration with no loss in sleep efficiency. Resting heart rate declined 2 bpm. PA dropped an average of 38%. 4 groups with different compositions of RAR profiles were found. Three were better able to maintain PA and weekday/weekend differentiation during lockdown. The least active group comprising 51 percent of the sample, were younger and predominantly singles. Habitually less active already, this group showed the greatest reduction in PA during lockdown with little weekday/weekend differences. Among different mobility restrictions, removal of habitual social cues by lockdown had the largest effect on PA and sleep. Sleep and resting heart rate unexpectedly improved. RAR evaluation uncovered heterogeneity of responses to lockdown and can identify characteristics of persons at risk of decline in health and wellbeing.

연구 동기 및 목표

• 코로나19 패닉 기간 동안 이동 제한이 직장 종사자의 수면 및 신체 활동 리듬에 미치는 영향을 이해하기 위해.
• 휴식-활동 리듬(RAR) 군집 분석을 통해 봉쇄 조치에 대해 다른 행동 반응을 보이는 하위군을 특정하기 위해.
• 사회적 신호와 이동 감소가 수면 및 신체 활동 패턴 변화에 미치는 역할를 검토하기 위해.
• 팬데믹 관련 제한 조치 기간 동안 건강 관련 행동 저하에 취약한 요인을 규명하기 위해.

제안 방법

• 시간에 따라 분포된 보행 수를 기반으로 K-평균 군집 분석을 적용하여 참가자 중 네 가지의 고유한 휴식-활동 리듬(RAR) 프로파일을 식별했다.
• 봉쇄 전과 봉쇄 중의 RAR 프로파일 조합을 기반으로 개인을 군집화하기 위해 계층적 군집 분석을 사용했다.
• 기준기, 점진적인 이동 제한기, 완전 봉쇄기 동안의 웨어러블 기기 데이터를 수집하였으며, 수면 기록은 총 206,381박, 신체 활동 기록은 총 334,038일에 달했다.
• 수면 시간, 수면 효율성, 휴게 심박수, 신체 활동 수준을 시간대별로 비교 분석하였다.
• 통계 분석을 통해 수면 및 활동 패턴의 변화를 평가하였으며, 평일 대비 주말의 차이와 하위군 간 이질성에 중점을 두었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 코로나19 관련 이동 제한은 직장 종사자의 수면 시간과 수면 효율성에 어떤 영향을 미쳤는가?
• RQ2 봉쇄 기간 동안 도시 소재 직장 종사자들에서 관찰된 고유한 휴식-활동 리듬(RAR) 프로파일은 무엇인가?
• RQ3 다양한 하위군에서 신체 활동 수준은 어떻게 변화하였으며, 더 큰 감소를 예측하는 요인은 무엇인가?
• RQ4 봉쇄 기간 동안 습관적인 사회적 신호가 제거되면서 수면 및 활동 패턴에 어떤 영향을 미쳤는가?
• RQ5 수면 및 신체 활동에 악영향을 미칠 수 있는 인구통계학적 및 행동적 특성은 무엇인가?

주요 결과

• 봉쇄 기간 동안 평일 수면 시간은 24분 증가했고 수면 효율성은 변화가 없었으며, 이는 수면 정합성 향상을 시사한다.
• 휴게 심박수가 분당 2회 감소하여 봉쇄 기간 동안 자율신경 조절 기능이 향상된 것으로 나타났다.
• 모든 참가자 집단에서 평균적으로 신체 활동 수준이 38% 감소했으며, 특히 젊고 주로 혼자인 51%의 참가자로 구성된 하위군에서 가장 큰 감소를 보였다.
• 식별된 네 가지 RAR 그룹 중 세 그룹은 평일과 주말의 신체 활동 패턴 간 구분이 유지되었지만, 가장 활동 수준이 낮은 그룹은 구분이 거의 없었고 감소 폭이 가장 컸다.
• 봉쇄 기간 동안 습관적인 사회적 신호의 제거가 수면 및 활동 패턴에 미친 영향은 다른 이동 제한 수준보다 더 컸다.
• RAR 평가를 통해 이질적인 반응이 드러났으며, 신체 활동 감소와 리듬 교란으로 인해 건강과 복지에 악영향을 받을 수 있는 취약한 하위군이 특정되었다.